螺杆泵PPT课件
第九章 螺杆泵

第九章 螺 杆 泵螺杆泵依靠旋转的螺杆输送液体。
它在工作中不产生困油现象,流量均匀,无压力脉动,噪声和振动小,对液体不产生搅动,工作平稳可靠,使用寿命长。
由于螺杆是一个轴对称的旋转体,可允许在高速(一般为1500~3000r/min ,有的可达10000r/min )下运行。
由于其工作平稳、噪声小,故可用于精密机床、舰船等液压系统。
螺杆泵还可以用来输送粘度较大或具有悬浮颗粒的液体,因此在石油、化工、食品工业中也有应用。
但是,螺杆的螺旋面加工特殊,精度不易保证,给广泛使用带来了不便。
螺杆只作为定量泵,它的流量范围为6~10000L/min ,工作压力为2.5Mpa~20Mpa 。
泵的容积效率一般在75%~95%。
§ 9-1 螺杆泵的工作原理及流量公式液压系统常用的螺杆泵为三螺杆泵。
图9-1为螺杆泵的结构简图。
在壳体中有三根轴线平行的螺杆。
在凸螺杆两边各有一根凹螺杆与之啮合。
啮合线把螺旋槽分成若干密封容腔。
当主动螺杆(凸螺杆)带动从动螺杆(凹螺杆)按图示方向转动时,被密封的容积带动液体沿轴向朝右移动。
螺杆泵便按图示方向吸、排油。
主动螺杆因为要传递转矩,所以都采用刚度较大的凸螺杆,并且大多为右旋,螺纹头数为2。
从动螺杆不需传递转矩,因而采用凹螺杆,螺纹头数为2,左旋。
一、形成密闭工作容腔的条件为使螺杆泵能正常工作,须形成密闭的工作容腔。
在螺杆转动时,此密闭容腔带动其中的液体一起沿轴向朝排油腔移动。
为了形成密闭容腔,要保证下列四类密封条件:(一)凸、凹螺杆的互相啮合条件——第一密封条件如图9-2所示,为了密封,应使凹螺杆把凸螺杆的螺旋槽隔断。
也就是图中的m 处要保证密封,而n 处不必(往往也不可能达到)密封。
因而,对螺杆的齿形提出二点要求:1)凸、凹螺杆的齿顶和齿根圆必须相切。
2)凸螺杆和凹螺杆为一对互相啮合的共轭螺杆。
图9-3为垂直于螺杆轴线的横截面。
因为螺杆是2头螺纹,所以在横截面上每个螺杆应有二个齿(图中只表示了凸、凹螺杆横截面的一半,故各有一个齿)。
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螺杆泵又叫渐进容积式泵, 由定子和转子组成,两者的螺旋 状过盈配合形成连续密封的腔体, 通过转子的旋转运动实现对介质 的传输。
一是 一次性投资少。与电动潜油泵、水力活塞泵和游梁பைடு நூலகம்抽
油机相比,螺杆泵的结构简单,一次性投资最低。
二是 三是
泵效高,节能,维护费用低。由于螺杆泵工作时负载稳
定,机械损失小,泵效可达90%,系统效率高。设备结构简 单、体积小,维护方便。
平均泵效
62.6%
平均泵挂
929.3米
平均检泵周期
441天
稠油井应用
目前,吉林油田、辽河油田、 冀东油田和华北油田均在重油井上采 用螺杆泵冷采,经过几年的矿场实践 都取得了较好的效果,使螺杆泵成为 重油井开采的主要举升手段。
吉 林 套 保 油 田 在 用 91 口 井 主 要 采用进口螺杆泵(加拿大)冷采,平 均泵挂350米,平均泵效31%,进口 螺杆泵平均使用天数为298天,国产 泵 使 用 寿 命 为 97 天 , 进 口 螺 杆 泵 最 长使用时间93 0天(仍在使用)。
1、国外应用现状
稠油井应用
加拿大约40%的重油井使用螺杆泵采油,其中一石油公 司采用PCM/IFP联合公司生产的Rodemip地面驱动螺杆泵采油 系统,井下部分连续运转了两年,地面部分5年。扬程2000m, 排量240m3/d,驱动功率小,节约电耗60--75%,投资与维护 保养费用均较低。
俄罗斯的螺杆泵主要应用在巴什基里亚、古比雪夫和西 西伯利亚等油矿,油井最长的检泵周期为二年九个月。在姆 哈诺夫斯克油田,气油比高达400m3/m3,油井最长的检泵周 期为477天;在粘度为1400mPa.s的油井条件下,油井最长的 检泵周期达340天,中、小排量螺杆泵的泵效达到70%。
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二、螺杆泵的结构和工作原理
沿着螺杆泵的全长,在转 子外表面与定子橡胶衬套内表 面间形成多个密封腔室;随着 转子的转动,在吸入端转子与 定子橡胶衬套内表面间会不断 形成密封腔室,并向排出端推 移,最后在排出端消失,油液 在吸入端压差的作用下被吸入, 并由吸入端推挤到排出端,压 力不断升高,流量非常均匀 。
4、空心抽油杆 用于螺杆泵的空心抽油杆 主要有36mm和38mm两种规格, 壁厚为5.5mm和6.0mm。主要用 于加注清防蜡剂。
钢制连续抽油杆施工现场
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螺杆泵工艺技术介绍 四、螺杆泵工艺应用实例
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螺杆泵工艺技术介绍
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螺杆泵工艺技术介绍 二、螺杆泵的结构和工作原理
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二、螺杆泵的结构和工作原理
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ห้องสมุดไป่ตู้
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0° 90°180°270° 360° 1-下接头;2-限位销;3-定子;4-转子;5-上接头
井下单螺杆泵由定子和转子组成。定子由钢制外套和橡胶衬套组成,转子由合金 钢的棒料经过精车、镀铬并抛光加工而成。转子有空心转子和实心转子两种。
螺杆泵工艺技术介绍
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螺杆泵工艺技术介绍
一、螺杆泵系统概述 二、螺杆泵的结构工作原理 三、螺杆泵用抽油杆 四、螺杆泵工艺应用实例
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螺杆泵工艺技术介绍 一、螺杆泵系统概述
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一、螺杆泵系统概述
螺杆泵采油系统概述
螺杆泵系统由地面部分和井下两部分组成,地面部 分由电控箱、电机、皮带、方卡子、减速箱、专用、井 口压力表等组成,在传动机构中有防倒转装置。井下部 分由抽油杆、抽油杆扶正器、油管、油管扶正器、螺杆 泵、油管锚、筛管、死堵等部分组成。
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5、 按规定操作
作业螺杆泵井不按规程操作造成严重的后果,例如,作业
螺杆泵井地面必须丈量抽油杆和油管,计算要准确,有些 员工为了方便,省事,自己私自编制一份抽油杆、油管记 录,大概下到施工井段以上就算了,到真正下入井底时, 由于抽油杆、管计算,大量不准确,造成支撑卡瓦锚牙坐 到套管接箍上,使锚牙损坏,坐封不严,抽端正杆大量不 准,容易使转子下不到定子内或者转子下到定子底部,不 及时刹车容易造成定子损坏。地面管、杆必须把蜡刺干净, 如果不刺干净,抽油杆很容易下不去,既便下进去,井筒 内都是蜡,造成抽油杆扭矩增大一旦停转,抽油杆很容易 卸扣。并且影响产油量。管、杆必须涂抹配备的丝扣油, 必须按规定涂抹四周,以免抽油杆脱扣,油管漏失,连泵 时必须按规定接油管扶正器,仔细配合厂家工作人员,按 说明书规定涂抹丝扣油,把泵头,泵尾工具上紧。另外, 就是对操车司机的规定,下螺杆泵,操车司机一定要放慢 速度,不可急速,按2m/s 速度均稳下放,否则速度快, 容易损坏支撑卡瓦。
一、螺杆泵工作原理
抽油泵由一个单头
转子和一个双头定子 组成,在两件之间形 成一个个密闭的空腔, 当转子在定子内转动 时,空腔就会从一端 向另一端螺旋移动, 从而起到泵的作用。 空腔在泵的入口顺序 形成,直至另一端并 始终保持几何尺寸不 变。因此在入口处吸 入的液体随着空腔的 螺旋运动从另一端排 出。简单说就是,转 子通过抽油杆传递的 动力在定子内 转动, 螺杆泵的衬套—螺杆 将机械能 转变成 体能,实现抽吸所推 挤油液作用。
4、 撑卡瓦坐封不好
支撑卡瓦这种工具在作业应用的相当广泛,起到防止油
管由于断扣、脱扣掉入井底,减少损失,造成支撑卡瓦 坐封不好有很多原因。第一,支撑卡瓦分型号,按型号 下入井内必须与井内套管规格相符。例如,井内套管规 格为ф 139.7mm,那么,下井的支撑卡瓦的型号,必须 符合套管规格,否则下入井内容易使锚牙损坏,或没有 发挥出卡住套壁的作用。第二,不及时洗井造成套管壁 结蜡严重,必须按规定进行套壁刮蜡,如井的套壁有蜡, 下入支撑卡瓦时,卡瓦的锚牙由于蜡的结成,造成锚牙 活动不灵。第三,由于作业技术人员计 算不准确疏忽 了套管接箍的位置,使支撑卡瓦锚牙坐落到套管接箍上, 由于全井油管的重量导致锚牙脱落,支撑卡瓦失灵,造 成损失。
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03
针对不同行业和工况需求,螺杆泵将更加个性化和定制化,满
足客户的特殊需求。
THANKS
感谢观看
热处理工艺
退火处理
回火处理
消除材料内部应力,提高切削加工性 能。
稳定金属组织结构,提高综合机械性 能。
淬火处理
提高金属材料的硬度、强度和耐磨性 。
加工工艺流程
01
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铸造
将熔融的金属倒入模具中,冷 却凝固后形成泵的各部件。
切削加工
利用机床对铸造毛坯进行切削 加工,形成精确的几何形状。
热处理
根据介质粘度、密度、腐蚀性等特性 选择合适的螺杆泵型号。
根据流量和扬程需求
根据实际工艺流程中的流量和扬程需 求,选择能够满足要求的螺杆泵。
考虑运行环境条件
考虑螺杆泵的运行环境温度、压力、 湿度等条件,选择能够在这些条件下 稳定运行的螺杆泵。
考虑设备投资和维护成本
在满足工艺要求的前提下,选择性价 比高、维护方便的螺杆泵。
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目 录
• 螺杆泵概述 • 螺杆泵的种类及应用 • 螺杆泵的选型与设计 • 螺杆泵的制造工艺 • 螺杆泵的维护与保养 • 螺杆泵的发展趋势与展望
01
螺杆泵概述
螺杆泵的定义
01
螺杆泵是一种通过螺杆旋转来输 送液体的机械,属于容积式泵的 一种。
02
它由一对互相关连的螺杆和泵缸 构成,螺杆在泵缸内旋转,将液 体从吸入端推向排出端。
正常运行。
润滑油检查
检查润滑油是否清洁,油位是否正 常,润滑油是否变质。
紧固件检查
检查各紧固件是否紧固,防止因松 动导致泵体振动或泄露。
定期保养
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水泵安装牢固,无明显振动和位移。
螺杆泵的运行与维护
04
螺杆泵的运行特点
螺杆泵是容积式泵的一种形式,通过转子与定子的紧密配合,工作过程中密封腔的容积周期性变化,从而将液体连续地吸入和排出。
螺杆泵的主要部件包括转子、定子、轴承、轴封、进出口管路等。
螺杆泵的流量和压力取决于泵的转速、规格、介质性质和进出口条件。
03
螺杆泵的安装步骤
准备安装工具和材料
包括水泵、管道、阀门、法兰、螺栓、润滑剂等。
安装前检查
检查水泵和管道是否完好无损,螺栓是否松动。
安装过程
将水泵安装在基础上,对齐定位销,上紧螺栓;将管道与水泵连接,确保管道与水泵法兰平行,并上紧螺栓;安装阀门和润滑剂,确保润滑剂润滑效果良好。
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检查电源是否正常,是否符合电压和频率要求。
螺杆泵的调试方法
检查电源
检查泵体和电机是否正常,油箱内润滑油是否足够。
试车前检查
启动泵,检查泵的旋转方向是否正确,泵的压力和流量是否符合要求;检查泵的密封性能和泄漏情况;检查电机温度是否正常。
调试过程
螺杆泵的验收标准
水泵和电机运行平稳,无异常声响和振动。
阀门和润滑剂安装正确,工作正常。
管道连接紧密牢固,无渗漏现象。
随着全球经济一体化的进程加快,螺杆泵产业的国际化趋势日益明显,国内企业将不断拓展海外市场。
THANKS
感谢观看
螺杆的旋转运动使得泵内的液体从吸入室吸入,然后被压缩并推向压出室,最后从泵的出口排出。
螺杆泵的工作原理
螺杆泵的主要类型
单螺杆泵主要用于输送高粘度液体,而双螺杆泵则更适合于输送低粘度液体。
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L应是抽油杆柱自然的 伸长△ L1 与螺杆泵转子受 液压差轴向力作用杆柱伸 长量 △L 2的和,即: △ L=△L1+△L2 泵挂深度与上提防冲距的 关系
泵挂深度m
上提防冲距离 m
700 0.55
800 0.65
900 0.75
1000 0.85
4、 清蜡的要求
为了锚定工具锚定的可靠
2、 泵挂深度的确定 在大多数情况下,要把泵下到射 孔段之下,这一点对产气井更为 重要,气量越大,所需要的沉没 深度就应越深,以便在环形空间 把天然气和油分开。在高含水油 井,有必要把泵下到靠近射孔段 位置,但越高于射孔段,就会产 生更多的问题,值得注意的是螺 杆泵定子下接的锚定工具要避开 射孔井段。
2、 支撑卡瓦坐封及注
意事项 坐封 油管下完后,上好油管 挂,准备坐封,坐封时, 首先要缓慢,下放油管 管柱,坐封时,油管挂 露 出 套 管 法 兰 盘 325mm 然后用钢丝绳等 工具压下油管挂,上紧 顶丝即可。坐封结束后, 将采油树坐上井口固紧。
转子
定子
支撑卡瓦
3、转子安装 点清抽油杆数量,需要的数量应等于 记录上杆数量再加一根额外的抽油杆,保 证抽油杆长度足够。检查所有的抽油杆是 否明显的损坏,腐损或腐蚀。换去所有可 疑或不标准的抽油杆,给转子涂黄油,并 且把它接到第一根抽油杆上,按标上紧抽 油杆,下放抽油杆要慢。当转子进入定子 后,可以看到抽油杆转动,当抽油杆碰到 定位销后,上提抽油杆柱,接着把采油树 坐到井口,完成组配工作,然后,把手轻 轻放在抽油杆上,很慢的下放抽油杆,当 转子再次碰到限位销时,手能感觉到,给 抽油杆做标记,再上提抽油杆,直一转子 完全脱出定子,再下放,重复这一过程几 次。
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的控制部分,控制电机的起、停 2.地面驱动部分 地面驱动设备是螺杆泵采油系统的主要
地面设备,是把动力传递给井下转子,使转 子运转实现抽汲原油的机械装置。包括减速 箱、皮带传动、电机、密封装置、支架、方 卡子。
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°=(0.005~0.01)D(mm) 过盈量越大,单级工作压差越大,转子摩 擦扭矩也越大。过盈量越小,单级工作压差越 小,满足不了油井举升的需要
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2.螺杆泵的级数 转子上两个相邻螺纹之间的距离 称为螺距;每两个螺距为一个导程, 单螺杆泵一般规定一个导程为一级。 螺杆泵的级数越多,泵的扬程越大。 泵的级数Z决定了螺杆泵定子、转子 的长度。
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螺杆泵采油系
3统
1—地面驱动部分;
2—井口装置;
3—电控箱;
4—油杆;
5—油杆扶正器;
6—油管扶正器;
7—油管;
8—转子;
9—定子;
10—定位销;
11—油管锚;
12—套管;
13—筛管;
14—油层 3
(1)减速箱 减速箱内有两个互相垂直啮合的伞形齿
轮,一个装在大皮带轮上,另一个装在驱动轴 上。减速箱的主要作用是传递动力并实现一级 减速,它将电机的动力由输入轴传递到输出轴, 输出轴连接光杆,由光杆通过抽油杆将动力传 递到井下螺杆泵转子。
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螺杆泵的工作原理: 转子与定子密切配合形成一系列的封闭腔和空腔, 当转子转动时,封闭腔沿轴向由吸入端向排出端运移 ,在排除端消失。同时吸入端形成新的空腔腔,其中 空腔内所盛满的液体也就随着封闭腔的运移由吸入端 推挤到排出端。这种封闭腔和空腔的不断形成、运移 、消失,起到泵送液体并将液体排出井口的作用。
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采油方法-螺杆泵采油
(三)特点
1)结构简单,占地面积小,有利于海上平台和丛式 井组采油;
2)只有一个运动件(转子),适合稠油井和出砂井 应用;
3)无脉动排油特征;
4)阀内无阀件和复杂的流道,水力损失小;
5)泵实际扬程受液体粘度影响大,粘度上升,泵杨
程下降较大。
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采油方法-螺杆泵采油
(四)国内技术现状
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采油方法-螺杆泵采油
(五)发展趋势
1)为提高排量和扬程,国外各公司在单螺杆泵结构 优化的同时,积极研究多头螺杆泵。 2)为提高螺杆泵的综合性能和使用寿命,国外各公 司在优化定子橡胶的配方和增强转子的耐磨、抗腐 蚀的同时,还探索使用金属定子、非金属转子。
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采油方法-螺杆泵采油
(五)发展趋势
3)为降低螺杆泵的制造成本,以提高经济效益,国 外各公司在普遍从采用圆钢毛坯加工成型转子向采 用热轧成型转子方向发展的同时,积极发展钢管热 轧成型转子。 4)为避免杆、管磨损和抽油杆断脱问题,以减少井 下事故,国外各公司不断改进井下驱动的螺杆泵系 统,应用规模日益扩大。
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采油方法-螺杆泵采油
(四)国内技术现状
5)螺杆泵实验室已初具规模,可以检测螺杆泵水力特性、 定子橡胶耐油气浸特性、螺杆泵结构参数等,在不同工 况条件下模拟螺杆泵工作特性,进行综合评价。 6)开展了潜油电机驱动螺杆泵的试验,在电机变极降速、 井下机械降速、变频降速等方面进行了有益的探索。设 计试验了地面驱动、油管传动扭矩带动井下定子转动螺 杆泵,取得了良好的生产效果。
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采油方法-螺杆泵采油
(一)系统组成
螺杆泵主要由地面 驱动和井下泵两部分 组成。驱动部分由防 爆电机、皮带轮、减 速箱和光杆密封器组 成。井下泵由接头、 转子、定子、定位衬 套和扶正器等组成。
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采油方法-螺杆泵采油
(二)工作原理
螺杆泵是靠空腔排油(即转子与定子间形成的 一个个互不连通的封闭腔室),当转子转动时, 封闭空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。 封闭腔在排出端消失,空腔内的原油也就随之由 吸入端均匀地挤到排出端。同时,又在吸入端重 新形成新的低压空腔将原油吸入。这样,封闭空 腔不断地形成、运移和消失,原油便不断地充满、 挤压和排出,从而把井中的原油不断地吸入,通 过油管举升到井口。
采油方法-螺杆泵采油
螺杆泵是一种新型的机械采油设备。苏联 于1973年首先研制成功采油用井下单螺杆泵, 之后,美国、加拿大、法国等一些国家也相继 研制和应用了螺杆泵采油。我国从1986年开始 引进和使用螺杆泵采油。
采油螺杆泵,就其驱动方式来讲,可分为地 面驱动和井下驱动两类。目前广泛应用的是地 面驱动单螺杆泵。
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2019/9/19
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采油方法-螺杆泵采油
(四)国内技术现状
3)通过研究螺杆泵系统所受作用力和力矩,建立了描述 系统工作状况的数学模型,为螺杆泵采油系统的分析诊 断奠定了基础。 4)通过开展螺杆泵工况诊断和优化技术的研究,可以帮 助人们正确判断油井工作状况,提供地面驱动系统、井 筒内杆柱设计和泵型等方面的优化设计方案,提出调参 的依据。
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2019/9/19Fra bibliotek111)螺杆泵采油技术应用领域比较宽广,不仅在高粘、含 气、含砂的油井上得到应用,而且在高含水、海上油井 上也得到了应用。在发挥螺杆泵解决高粘度、高含气、 高含砂油井井液抽汲难的优越性的同时,配合各种防砂 措施和电加热空心抽油杆,使螺杆泵的应用领域不断拓 宽。 2)通过开发一系列专用配套装置,解决了驱动系统调控、 管柱防脱与扶正、杆柱防脱与扶正、泵与抽油杆的对接、 抽空保护、清防蜡解堵、工况诊断等技术难题。